ネットワーク システムの構成がこのように変化する中で、ネットワークの専門家がレイヤー 3 スイッチとルーターの違いを理解することが重要です。異なるネットワーク セクション間でユーザー制御と通信を統合する機能という点では、どちらのデバイスも他方より優れているわけではありませんが、その方法は目的と有効性において大きく異なります。このレターでは、Orion と Cisco のテクノロジに特に注目しながら、3 つのデバイスを分析し、レイヤー XNUMX スイッチとルーターの違いを明確にします。これらの重要な違いを体系的に明確にすることで、ネットワーク管理者と ICT 実務者は、コンピュータ システムのトポロジに関する特別な取り組みの範囲内で、効率性を高め、システムの信頼性を高めることができます。
レイヤー3スイッチとは何か、そしてルーターと呼ばれるデバイスとどう違うのか
レイヤー2とレイヤー3の概念：違いはどこにあるか
レイヤー2とレイヤー3のネットワーク機器は、OSIモデル内で実行される機能について説明されています。たとえば、レイヤー2のデバイスは一般に次のように呼ばれます。 データスイッチ レイヤ 3 デバイスは、主に MAC アドレス スキームを使用してローカル エリア ネットワーク上のデータ フローを制御します。バス ドライバーは、フレームの転送を指示し、データ パケット配布用のスイッチを制御し、データグラムを物理デバイスに転送します。対照的に、ルーターとレイヤ 3 スイッチはレイヤ XNUMX デバイスです。レイヤ XNUMX デバイスにはルーターも含まれます。これらのデバイスは、異なる LAN の中間で動作し、ワイヤレス IPS とルートを提供し、より論理的な思考を行います。これが、通常の HR ローカル エリア ネットワークではなく任意のネットワークをルーティングするように設計された XNUMX つのデバイスのレイヤ化の正当性であり、一般的なデバイス会議の椅子は聴衆の下に配置されます。
ネットワークにおけるレイヤー 3 スイッチの動作とは何ですか?
レイヤー 2 スイッチは、スイッチング機能とルーティング機能を 3 つのデバイスに統合することで、ネットワーク内での機能を拡張します。また、パケットは IP テクノロジを使用してルーティングされ、パケット トラフィックをさまざまなサブネットや VLAN にアドレス指定できます。この方法では、高速スイッチングとルーティングを含む L3 と LXNUMX の機能が XNUMX つに実装され、ハードウェア スイッチング機能を使用してパケット転送メカニズムを高速化し、ネットワーク内の遅延を最小限に抑えることで、エンド ユーザーの満足度が向上します。レイヤー XNUMX スイッチは、相互接続されたネットワーク境界間で適切な横断パフォーマンスが求められるシナリオに適用されます。このため、VLAN 間ルーティングの外部ルーターへの依存が最小限に抑えられ、パケットを迅速に処理して LAN 上のトラフィック ルーティングを向上させることができます。ネットワークの開発と管理を強化するために、より多くのルーティング プロトコルも使用されています。
レイヤー3スイッチとルーターの主な機能
一見すると、これらのデバイスはそれほど違いがないように見えるかもしれません。しかし、テクノロジーの世界ではいつものことですが、いくつかの機能は重要であり、さらなる利点を生み出します。レイヤー 3 スイッチは、高速スイッチと基本的なルーターの両方の機能を XNUMX つのデバイスにまとめることができるため、ネットワーク内通信がある場合に不要なコストを削減できます。また、内部トラフィックのセカンダリ ルーティングを指示し、VLAN の実装を可能にし、OSPF と EIGRP を使用して IP ネットワークを作成することもできます。従来、IP テクノロジーで行われる作業には、常にルーティングに戻るコンバージェンス トラフィックが含まれます。ルーターは、ネットワークの多くの部分を結合し、複雑なイントラネットのトラフィックの管理に必要な最高レベルのセキュリティを確保しながら、グローバル ネットワークへのドアとして機能する役割を担っています。
レイヤー3スイッチによるネットワーク機能の拡張
レイヤー 3 スイッチと VLAN におけるその役割
まず、レイヤ 3 スイッチは、スイッチング システムで VLAN 間ルーティングを可能にすることで、既存の VLAN の保持と拡張を可能にし、ネットワークの動作を強化します。これらのスイッチは、大規模な分割ベースのネットワークを VLAN と呼ばれる下位ユニットに分割する利点があり、各ユニットは個別のサブネットとして動作します。レイヤ 3 スイッチは説明されているように機能するため、後で必要となる追加のルーティング機能を実行すると、不要な連続ルーティング ステップの数を節約できます。このような作業を行わないと、プロフェッショナル ネットワーク内の実現可能な VLAN 間通信の大部分は、ルーティング プロフェッショナル ネットワークに関連する硬直性のため、最も実現可能な手段で実現するのに長い時間がかかります。これにより、通信フローが強化され、帯域利用率のコスト効率が向上し、ネットワークの部分間の信頼できる領域にアウトソーシングを制限することでセキュリティ要件が改善されます。これらはすべて、ますます複雑で変化し続けるネットワークで役立ちます。
ルーティングプロトコルの適用によるネットワークの最適化
動的プロトコルは、ネットワークの幾何学的構成とレイアウトを自動的に変更して、パフォーマンスを向上させる手段です。たとえば、OSPF、EIGRP などは、ルータとレイヤ 3 スイッチ間の最適なパスを介したデータ パケットのルーティングに関する情報を提供するプロトコルであり、これにより最適なパス ルーティングの構築が可能になります。言い換えれば、より適切なパスを選択して負荷分散を改善し、ネットワークの過剰使用を削減して、可能性を高めることができます。さらに、動的ルーティングは、ネットワークへの新しいパーツの追加や、障害後または短絡後の一時的な変更を容易にして、再発を回避し、保証を提供します。リソースの豊富なネットワークのパフォーマンス調整は、動的ルーティング プロトコルの使用によって高速化および改善され、ネットワーク システムの健全性と有効性を維持する上で重要です。
ネットワーク最適化におけるレイヤー 3 スイッチの利点は何ですか?
レイヤー 3 スイッチは、スイッチの速度と効率性を維持したままルーティングできるため、ネットワークの最適な要件を達成するための独創的で有益なオプションです。さらに、VLAN 管理を利用してネットワークの残りの部分を細分化してセキュリティを強化し、不要なブロードキャスト トラフィックを制限することもできます。さらに、現在よりも大規模な分散ネットワークに対応できるため、スケーラビリティが向上します。現在、ほとんどのアプリケーションで大量のデータが必要であることを考えると、データが集中しないように、またはボトルネックがないようにする必要があります。したがって、レイヤー 3 スイッチは、技術的なボトルネックや、ビデオ オン デマンド、マルチキャスト ルーティング、QOS などの機能を処理するため、あらゆる場所に適しています。
LAN セットアップでレイヤー 3 スイッチを使用するにはどうすればよいでしょうか?
LAN環境でレイヤー3スイッチを接続する方法
レイヤー 3 スイッチは、イーサネット ケーブルを介してネットワーク コアまたはバックボーンと統合することで、LAN のあるエリアに設置できます。これが完了したら、スイッチ管理インターフェイスにログインできます。これは通常、スイッチ名、IP アドレス、サブネット マスクなどのいくつかのパラメータで十分な場合は、Web インターフェイスまたはコマンド ラインを介して行われます。次に、スムーズなトラフィックを実現するために、VLAN (仮想ローカル エリア ネットワーク) を定義します。作成された各 VLAN にそれぞれの IP アドレスを指定し、VLAN が通信できるようにルーティング インターフェイスを展開する必要があります。ポリシー ルーティングは、OSPF や RIP などの追加のルーティング プロトコルからの静的ルートを持つサブネットなど、ネットワーク内の他の未装備のサブネットを保護して、VLAN とネットワークの残りの部分での動的ルーティングを回避できます。結論として、レイヤー 3 インターフェイスをルーティングするには、QoS やアクセス制御など、ネットワークのセキュリティとパフォーマンスに関連するいくつかの機能を構成する必要があります。設定と接続全体を保護するためのアクション プランを作成することが重要であり、ネットワーク トラブルシューティング ツールの助けを借りてその目的を試すことができます。
ルーティングテーブルの構成とVLANの確立
ルーティング テーブルと VLAN は、ネットワークに秩序とセキュリティを提供するために、体系的に適切に配置されています。まず、VLAN を構成するには、ネットワーク グループの分離をサポートするようにレイヤー 3 スイッチを構築する必要があります。上記の各 VLAN には、識別用に個別の VLAN ID が与えられます。これに加えて、各 VLAN には IP サブネットが提供されます。VLAN を作成したら、ルーターのインターフェイスに IP を割り当て、ルーターを接続して VLAN 間スイッチングを有効にします。ルーティング テーブルを変更して、ルーティングされたネットワークと外部ネットワーク間のルーティング情報の交換にスタティック ルーティング、OSPF、または RIP を追加し、計画に従ってルーティング テーブルを変更します。最後に、管理およびレポート ソフトウェアを使用して、実行された構成をチェックし、ルーティング パスとネットワークの完全な接続性が強化されたかどうかを評価しました。
レイヤー3スイッチのIPアドレス管理への影響
レイヤ 3 スイッチに組み込まれたルーティング機能は、IP アドレス管理の改善に役立ちます。これらのスイッチは、ルーティング インターフェイスの設定を通じてルーティング機能を実行することもできるため、複数の IP サブネットを管理できます。OSPF と RIP は、異なるネットワーク間で IP トラフィックの移動をより自動的に行うために提供されるプロトコルです。さらに、IP ルーティング機能をハードウェアで処理することで、パケット転送がより適切かつ高速になります。これにより、レイヤ 3 スイッチは、大規模なネットワーク環境や、XNUMX つの IP アドレスに複数の従属サブネットを必要とする高速相互接続状況で使用できます。
従来のルータータイプの代わりにレイヤー 3 スイッチを導入したい場所はどこですか?
ネットワークの好みとその要件を理解する
標準ルーターの代わりに L3 スイッチを選択する前に、個人が受け入れなければならないネットワークに関する特定の考慮事項があります。これには、次のものが含まれます。ネットワークの範囲と複雑さのレベルを評価します。大規模な組織やデータ センターの場合など、データ転送速度と遅延の点で要件が非常に厳しい場合は、パケット処理の速度により、レイヤー 3 スイッチング テクノロジを適用するメリットがあります。VLAN 間ルーティングの影響の核心部分と周辺部分を評価します。この側面はすでに La3 スイッチ システム内に統合されているため、採用されるシステムの数が減ります。また、より優れたトラフィック管理のために、OSPF や RIP などの動的ルーティング プロトコルやその他のレイヤー 3 スイッチが必要かどうかも検討します。LAN 環境でのコスト、構成の効率、およびスケーラビリティが懸念事項である場合は、レイヤー XNUMX スイッチで十分です。ただし、より広範なルーティング ベースの設計では、より多くのルーター操作機能を必要とするアプリケーションの見込みユーザーや、従来のルーターを統合するより望ましいセキュリティ機能を必要とする状況を考慮する必要があります。
レイヤー3スイッチを使用するメリットとデメリット
長所：
- 高速パフォーマンス: ハードウェア アクセラレーションによる IP ルーティングにより、より高速なパケット転送を実現します。
- 効率的な VLAN間ルーティング 特にスイッチ ポートの使用を通じてルーティング機能とスイッチング機能を統合することで、複雑さとデバイスの数を削減します。
- スケーラビリティ： 特に大規模な LAN 環境において、データ需要の増加に伴うネットワークの拡張に適しています。
- コスト効率： 個別のルーティング デバイスが不要になるため、全体的なネットワーク コストを削減できます。
短所：
- 制限された WAN 機能: 従来のルーターがレイヤー 3 で動作する、高度なルーティング機能を必要とする複雑な WAN シナリオには適していません。
- セキュリティ機能： 通常、ハイエンド ルーターに見られるような包括的なセキュリティ オプションがありません。
- 構成の複雑さ: 初期設定は基本的なネットワーク デバイスよりも複雑になる可能性があります。
スイッチとルーターのどちらを使用するかを決める際に考慮すべき重要な点
レイヤー 3 スイッチと標準ルーターのどちらを使用するかを決定する際には、いくつかの要素を考慮する必要があります。まず、ネットワークのサイズとトポロジーを検討します。レイヤー 3 スイッチは、スイッチング能力が非常に高く、VLAN 間ルーティングが最適で、ネットワークのルーティングを大幅に最適化できるため、大規模なローカル エリア ネットワークで主に使用されます。次に、「WAN」プロビジョニング要件を評価します。「WAN」の配信システムに WAN のルーティングとセキュリティ保護が必要な場合は、さらに良いことに、従来のルーターでも上記のルーターよりも理想的です。XNUMX 番目に、コストについて説明します。ローカル エリア ネットワーク レイヤーのモビリティに関しては、パフォーマンス重視のネットワークには XNUMX つのスイッチで十分です。最後に、ネットワークの潜在的なサイズとその成長について検討します。レイヤー XNUMX スイッチには、プラントのスコープ変更の統合と容易さがあります。これらの要素のバランスと重み付けにより、組織の実際のネットワーク ニーズに対応できる決定が可能になります。
レイヤー 3 スイッチとレイヤー 2 スイッチの違いは何ですか?
レイヤー2スイッチングとレイヤー3スイッチングの比較
レイヤー 2 および 3 でのスイッチ操作の機能は、ネットワーク操作を実行する上で非常に役立ち、さまざまなタスクの実行において重要です。機能的には、レイヤー 3 スイッチは主にデータ リンク層で動作し、単一のネットワークまたは VLAN に属する MAC アドレスの学習とフレーム転送が含まれます。ただし、この方法では、ブランチ内のネットワーク トラフィックのみに焦点を当てており、ルーティング機能の必要性が最小限の小規模から中規模のネットワークに対応するように設計された比較的基本的なスイッチング機能を備えています。一方、レイヤー 2 スイッチングでは、ネットワーク層の機能が組み込まれているため、VLAN または IP サブネット間でトラフィックを切り替えることができます。ただし、パケット ルーティングは、適切なトラフィック編成を必要とする大規模または複雑なネットワークには適したソリューションを提供しません。一般に、レイヤー XNUMX スイッチの主な用途は、継続的な VLAN 間およびネットワーク層の機能を横断することであるのに対し、レイヤー XNUMX スイッチの使用は、高度なネットワークに足を踏み入れることに過ぎないことがわかります。
レイヤー3におけるリンクアドレスの役割
この層のスイッチング ネットワークの IP アドレスと MAC アドレスは、特定のネットワークでの効率的な通信に関して同様に重要です。簡単に言えば、IP アドレス指定により、デバイスは異なるネットワーク間で通信できるようになり、ルーティングが可能になります。これにより、メッシュ ルーターとレイヤー 3 スイッチは、データ パケットを広範囲のサブネットまたは VLAN のどこへ向かわせる必要があるかを判断できます。レイヤー XNUMX は、より高度なネットワークとネットワーク アーキテクチャを合理化および構築する上で、より多くの目的を追加します。一方、MAC アドレスは、同じローカル エリア ネットワーク内の特定のデバイス内でフレームを転送するために、OSI の第 XNUMX 層で使用されます。レイヤー XNUMX スイッチ ルーターは、IP および MAC アドレス指定機能を使用して、通信を生成および受信し、トラフィックをルーティングします。これには、適切な IP の利点を計画することが含まれます。これにより、IP アドレスはさまざまなネットワークでの適切なルーティングと MAC アドレスのローカル スイッチングに正しく使用され、完全なトラフィック制御が実現されます。
レイヤー2およびレイヤー3デバイスの使用例
レイヤー 2 デバイスの例としては、スイッチやハブがあります。特定の距離内でのみ、情報の高速かつ信頼性の高い転送に重点が置かれています。このようなデバイスは、組織内のルーターなどのルーティング デバイスを使用せずに、データ パケットの正味合計を切り替える必要がある標準的な組織で役立ちます。VLAN 間の通信は、すべての部門の dtv の課金と同様に重要です。
レイヤー 3 スイッチは、複数のサブネットワークまたは複数の VLAN を接続する必要がある場合に最適です。分散エンタープライズ ネットワーク、キャンパス ネットワーク、データ中心のネットワークの相互接続など、粗いインターネットワーキングを必要としないネットワークに特に適しています。ネットワークのさまざまなセグメントにわたってトラフィック管理とトラフィック ルーティングを実行でき、負荷分散や QoS などの他の高度な機能と組み合わせてデータとユーザーの広範な使用を組み込むことができるためです。レイヤー 3 スマート スタンドアロン スイッチは、さまざまな操作とともに効率と高いスケーラビリティ特性を拡張するため、企業の中核で成長を活性化するネットワークに不可欠です。
参照ソース
よくある質問（FAQ）
Q: レイヤー 3 スイッチはルータと具体的にどう違うのでしょうか?
A: レイヤー 3 スイッチとルーターには多くの特徴がありますが、次の点が挙げられます。1. レイヤー 3 スイッチは OSI モデルのレイヤー 3 で動作するため、多くの人がレイヤー 2 スイッチを標準以下のルーターと見なしています。ただし、レイヤー 2 スイッチング機能も備えており、ルーターにはその機能はありません。3. VLAN 間ルーティングがない場合、ローカル エリア ネットワーク (LAN) 内のレイヤー 3 スイッチはルーターよりも高速にこの操作を実行し、WAN はルーターに関係するとよく言われます。3. インターフェイスに関しては、ルーターの導入はレイヤー 4 スイッチの導入よりも少なく、レイヤー 3 スイッチの導入は実際には多くなりますが、高速ローカル エリア ネットワークのルーティング用に設計されています。XNUMX. 最後に、ルーターはフェッチの柔軟性があるため、レイヤー XNUMX スイッチよりもはるかに複雑なルーティング操作を、必要な追加システムすべてとともに実行できます。
Q: レイヤー3スイッチは通常のイーサネットスイッチと比べてどうですか?
Q: イーサネット スイッチはレイヤー 2 で動作しますが、レイヤー 3 スイッチには転送などのルーティング機能が追加されています。すべてのスイッチはレイヤー 2 で基本的なスイッチング管理を実行し、そこですべてのスイッチングが行われます。ただし、レイヤー 3 スイッチはレイヤー 3 のリダイレクト機能を割り当てることもできます。つまり、XNUMX つのイーサネット ネットワークが別のイーサネット ネットワークと通信することになります。つまり、複雑なネットワーク構造であっても、レイヤー XNUMX スイッチを使用すれば、スイッチ デバイスとしてだけでなく、ローカル エリア ネットワーク内のネットワーク拡張ツールとして使用できます。
Q: レイヤー 3 スイッチとルーター。言い換えれば、この場合、レイヤー 3 スイッチの方がルーターよりも有利だということですね? 回答を裏付けてください。
A: ルーターに対するレイヤー 1 スイッチの利点は非常に明白です。利点は次のとおりです。2. 高速な VLAN 間ルーティング - 大規模なローカル エリア ネットワークに役立ちます。3. ポート数が多いため、デバイスへの接続性も高くなります。4. ローカル ネットワーク内でのデータ転送の所要時間が短くなります。5. 6 つのユニットに XNUMX つの機能が分割されているため、ネットワーク設計が簡素化されます。XNUMX. 高性能のローカル エリア ネットワークの場合、価格が手頃です。XNUMX. データ センターやエンタープライズ キャンパス ネットワークに適しています。
Q: レイヤー 3 スイッチにはルーティング機能が備わっていると言えますか?
A: レイヤー 2 スイッチは、スイッチのように見え、スイッチのように動作しますが、特定のルーティング機能を実行します。受信したパケットの IP アドレスを調べ、パケットを適切なルーティング テーブルに転送するため、ルーティングを実行できるほどインテリジェントです。MAC レイヤーでのみ動作し、パッシブな標準レイヤー XNUMX スイッチとは異なり、レイヤー XNUMX スイッチはアクティブであり、ネットワーク レイヤーでサブネットまたは VLAN 内のルートを相互接続できます。従来の電子デバイスの水平寸法が縮小するにつれて、垂直寸法は拡大し、チップ ルーティングとデータ処理の組み合わせが可能になりました。
Q: どのような状況でルーターの代わりにレイヤー 3 スイッチを使用しましたか?
A: 次の状況では、ルーターではなくレイヤー 3 スイッチを選択することが正当化されます。1. ローカル エリア ネットワークが関係しており、ルーティング テクノロジを非常に高速で提供する必要がある場合。2. VLAN 間通信を非常に低い遅延で行う必要がある場合。3. ネットワーク設計を簡素化するために、スイッチングとルーティングを組み合わせる正当な理由がある場合。4. 使用可能なポートの数に制限があり、多数のデバイスを接続する必要がある場合。5. ワイド エリア ネットワークが不要な場合は、ローカル エリア ネットワークを最適化するだけで十分です。6. 高度なキャンパスまたはデータ センター ネットワーク構成を開発する必要がある。
Q: レイヤー 3 スイッチはルーターの役割を完全に引き継ぐのでしょうか?
A: レイヤー 3 スイッチは、ローカル ネットワークではルーターの機能を十分に果たしますが、特に広域ネットワークやルーティング インタラクションが頻繁に発生する状況では、レイヤー 3 スイッチ デバイスですべてのルーター機能を実行できるわけではないという強い懸念があります。ルーターは、ルーティング プロトコル、WAN インターフェイス テクノロジ、および内部のサイバー インシデントが発生し、ほとんどが一般公開されていないサイトのセキュリティと比較して、より優れたテクノロジの採用を実現しています。インターネットやその他の外部ネットワークに接続するには、ルーティング機能を備えたルーターまたはレイヤー XNUMX スイッチが必要になります。
Q: Cisco レイヤー 3 スイッチの主な機能は何ですか?
A: Cisco レイヤー 3 スイッチの機能の一部を以下に示します。1. OSPF、EIGRP、BGP などのさまざまなタイプのルーティング プロトコルのサポート。2. VLAN 間ルーティングのサポート。3. QoS 機能。4. 不正なデータやデバイスの使用を防ぐためのアクセス制御 (ACL) の提供。5. 高速スイッチ ファブリック。6. インターネット バージョン 4 およびインターネット バージョン 6 と 7 が考慮されました。信頼性を高めるための仮想スイッチング システム (VSS) のインストール。7. ほとんどのモデルに Power over Ethernet (PoE) が付属しています。8. インテント ベース アクセス (SD_Access) を備えたソフトウェア定義ネットワークを使用して展開できるように構成されており、準備ができています。
2 層の Cisco スイッチで上記の機能のいずれかを識別できなかった場合は、以下の説明をお読みください。1. Cisco イーサ スイッチは、次の入力フィルタとポリサー (40 Mbps) を実装できます。2. システム構成は、Telnet および使用されるその他の管理インターフェイスを通じて調整されます。3. また、接続時にさまざまなウィンドウがあることにも注意してください。4. 着信トラフィックは、統合されたレイヤー 3 を使用して検証されます。つまり、ルーティング ドメインがそれを囲んでいます。5. ゲーム ポートを含む追加のイーサネット ポートを提供できるモノリシック イーサネット スイッチです。